Struktura FeCl3 Lewis, charakteristika: 13 faktů, které byste měli vědět

V tomto článku si povíme něco o Lewisově struktuře FeCl3 a 13 důležitých charakteristických rysech FeCl3.

FeCl3 je chemický vzorec chloridu železitého. Centrální Fe je zde v oxidačním stavu +3. Fe se tedy jmenuje železitý. Cl zde není přítomen jako protiion, působí zde také jako ligand, protože FeCl3 je spíše koordinační sloučenina než kovalentní molekula. Má tedy různé koordinační vlastnosti spolu s kovalentními vlastnostmi. Molekulární tvar je trigonální rovinný, ale v koordinační chemii přijímá oktaedrickou geometrii, prázdné místo je vyplněno molekulou vody, která způsobuje, že chlorid železitý existuje jako krystalická forma.

Cl zde působí jako slabý ligand, takže žádné elektrony v orbitalu d neexistují jako párová forma. Je to komplex s vysokým spinem. Fe(III) je ad⁵ systém a všechny elektrony existují pouze v jediném spinu bez párové formy. Molekula FeCl3 může být plně ionizována separací náboje železitého a chloridového.

1. Jak nakreslit Lewisovu strukturu FeCl3?

Kresba Lewisova struktura koordinační sloučeniny je velmi obtížná, protože se neřídí obecným pravidlem kovalentní molekuly. Protože toto je koordinační molekula a má v sobě nějakou koordinační vlastnost. Lewisova tečková struktura nám může poskytnout správný obrázek o tvaru molekuly, valenčních elektronech atd. Existuje několik kroků kresba struktury Lewisovy tečky.

Lewisova struktura FeCl3 — **FeCl3** Lewisova struktura

Krok 1– Nejprve spočítáme valenční d elektrony pro Fe a p elektrony pro atomy Cl a sečteme je. V FeCl3 Lewisova struktura, valenčních elektronů pro Fe je 5, protože je v oxidačním stavu +3, a všechny elektrony pouze z jeho orbitalu d, pro tři atomy Cl je 7*3 = 21. Celkový počet valenčních elektronů je tedy 5+21 = 26.

Krok 2 – Být koordinační sloučeninou FeCl3 se bude řídit pravidlem 18 elektronů, je to jako oktetové pravidlo koordinační molekuly. Elektrony, které budou potřeba pro lewisovu tečkovou strukturu FeCl3, budou 8 + (3*8) = 32, protože oktetové pravidlo vyžadovalo 8 elektronů ve valenčním obalu pro každý atom. Dostupné valenční elektrony jsou 26 z předchozího výpočtu, který jsme dostali. Nyní bude požadovaných elektronů (32-26) = 6 elektronů a minimální počet vazeb požadovaných k tomu, aby mohly být všechny čtyři atomy v této molekule spojeny, je 6/2 = 3 vazby.

Krok 3– Nyní je čas na výběr centrálního atomu. Fe je zde centrální atom, protože je to elektropozitivní kov a jeho velikost je poměrně velká. Protože Fe je přechodný kov a kov vykazuje elektropozitivitu, kde Cl je z halogenové skupiny a má větší elektronegativitu.

Krok 4 – Spojte všechny atomy s centrálním atomem Fe prostřednictvím minimálního počtu požadovaných jednoduchých vazeb, tj. tří. Fe tedy tvoří tři jednoduché vazby se třemi atomy Cl ze svých d orbitálních elektronů.

Krok 5– Nyní vypočítejte počet osamělých párů a jejich pozici. Fe je prvek skupiny d a ve FeCl3 je v oxidačním stavu +3, takže je ad⁵ systému a všech pět elektronů je přítomno v pěti podskupinách orbitalu d, takže nemá žádné osamocené páry. Cl patří do skupiny halogenů a je to také skupina 17^th prvek a ten má ve svém valenčním obalu sedm elektronů a na tvorbě vazby se podílí pouze jeden elektron, takže zbývajících šest elektronů je přiřazeno jako tři páry osamělých párů. Tři atomy Cl obsahují tři páry osamocených párů.

2. Tvar Lewisovy struktury FeCl3

Tvar jakékoli koordinační molekuly závisí na koordinačním čísle centrálního atomu kovu. Struktura se může lišit, protože některá kovová centra mohou rozšířit své koordinační číslo. Ale v kovalentní molekule to závisí na teorii VSEPR.

V FeCl3 Lewisova struktura, Fe je oxidační stav +3, takže má 5 d elektronů a to jsou valenční elektrony pro Fe(III). Nyní tři atomy Cl, každý přispívá jedním elektronem a všechny tři přispívají třemi elektrony. Nyní se pro FeCl3 počítají celkové elektrony Lewisova struktura bude 5+3 =8 elektronů. Podle VSEPR (Valence Shell Electrons Pair Theory) molekula AX₃ přijímá tetraedrickou geometrii s osamoceným párem nad centrálním atomem, pokud počet elektronů bude 8. Opět z koordinační chemie bude molekula tetraedrická, pokud bude koordinační číslo 4.

Viz také Struktura H2SO4 Lewis, vlastnosti: 51 kompletních rychlých faktů

Zde je ale scénář jiný. Ani koordinační číslo Fe(III) není 4 ani neobsahuje žádné osamocené páry. O tvaru tedy rozhodují okolní atomy a jsou přítomny tři okolní atomy a nejlepší přijatelný tvar bude trigonální rovina.

3. Valenční elektrony FeCl3

Ačkoli FeCl3 je koordinační sloučenina, má také valenční elektrony. Fe a Cl mají odděleně určitý počet valenčních elektronů. V nejvzdálenějším orbitálním nebo valenčním orbitálu atomů Fe a Cl budou přítomny nějaké elektrony.

obrázek 158 — **Valenční elektrony FeCl3**

Železo je prvek 4. období. Je to také prvek ad block, což znamená, že nejvzdálenější orbital Fe je orbital d. V Lewisově struktuře FeCl3 je Fe v oxidačním stavu +3, takže jeho elektronová konfigurace se stává 3d⁵. Má tedy ve svém d orbitalu pět elektronů. D má pět podskupin a Cl je ligand se slabým polem. Každá podmnožina tedy obsahuje jeden nepárový elektron. Takže železo má pět valenčních elektronů.

Nyní pro Cl, patří do skupiny halogenů, což je skupina 17^th živel. Přirozeně má tedy ve valenčním obalu sedm elektronů. Tři atomy Cl mají 3*7 =21 valenčních elektronů.

Tedy celkový počet valenčních elektronů v FeCl3 Lewisova struktura je 5+21=26 elektronů.

4. FeCl3 Lewisova struktura formálního náboje

Každá molekula má formální náboj, může být hodnota nula pro neutrální kovalentní molekulu, ale existuje určitá hodnota nad konkrétním iontem, pokud má tento ion iontový charakter. I v koordinaci molekula také vykazuje formální náboj.

Vzorec, který můžeme použít k výpočtu formálního náboje jakékoli kovalentní nebo koordinační molekuly, je,

FC = N_v - N_lp -1/2 N_bp

Kde N_vje počet elektronů ve valenčním obalu nebo nejvzdálenějším orbitalu, N_lpje počet elektronů v osamoceném páru a N_bp je celkový počet elektronů, které se podílejí pouze na tvorbě vazby.

Připomeňme, že pro výpočet formálního náboje molekuly vždy uvažujeme stejnou elektronegativitu pro atomy.

V FeCl3 Lewisova struktura, musíme spočítat formální náboj zvlášť pro Fe a Cl.

Formální náboj na Fe je 6-0-(6/2) =+3

Žehlička má systém 3d6 přechodný kov způsobit 4s elektrony nemůžeme uvažovat kvůli silné ionizační energii.

Formální náboj na Cl je 7-6-(2/2) = 0

Tento výsledek znamená, že Fe je v oxidačním stavu +3, což znamená, že má nad sebou náboj +3 a formální náboj také Fe je zde +3.

Můžeme tedy dojít k závěru, že formální náboj také předpovídá iontovou povahu nebo množství náboje každého jednotlivého atomu v konkrétní molekule.

5. Úhel Lewisovy struktury FeCl3

Vazebný úhel kovalentní molekuly závisí na teorii VSEPR nebo hybridizační hodnotě, ale u koordinačních sloučenin závisí úhel vazby na koordinačním čísle centrálního atomu kovu nebo několika v něm přítomných ligandů.

V Lewisově struktuře FeCl3 jsou přítomny tři ligandy obklopující Fe centrum. Takže geometrie podle jednoho kovového středu a tří okolních ligandů bude trigonální rovina je dokonalá. Všechny ligandy mají stejné a ekvivalentní, takže není třeba upravovat jejich polohu změnou úhlu vazby. Víme, že vazebný úhel tvaru trigonální rovinné geometrie je 120⁰.

Viz také Curium: Odhalení složitosti tohoto syntetického prvku

Takže zde se očekává, že úhel vazby Cl-Fe-Cl bude 120⁰. Osamělé páry nad Cl zde nejsou problematickou situací, takže není potřeba odchylka úhlu vazby. Opět platí, že Cl je ligand se slabým polem, takže zde Fe má vysoký spin a geometrie a úhel vazby jsou určeny výhradně pouze z místa ligandu a úhel vazby je 120⁰.

6. FeCl3 pravidlo oktetu Lewisovy struktury

Každý atom se bude řídit oktetovým pravidlem a pokusí se dokončit svůj valenční obal po vytvoření vazby v kovalentní molekule. Ale v koordinační sloučenině se bude řídit pravidlem 18 elektronů. Je to jako oktetové pravidlo organokovového komplexu.

V Lewisově struktuře FeCl3 je Cl halogen, takže dokončil svůj oktet přijetím jednoho elektronu do svého valenčního obalu, protože má v sobě již sedm elektronů. Během tvorby vazby s Fe sdílí jeden elektron z Cl a jeden d elektron z místa Fe kovalentní nebo koordinační vazbu. Atom Cl tedy doplňuje svůj oktet.

Ale v případě Fe je to přechodový prvek ad blok, takže by se měl řídit pravidlem 18 elektronů spíše než oktetem. V Lewisově struktuře FeCl3 je Fe v oxidačním stavu +3, takže má ve svém valenčním obalu 5 d elektronů a přijímá další 3 elektrony ze tří atomů Cl sdílením, aby dokončil svůj oktet. Fe má 26 elektronů a odečteno z 18 elektronů má 8 elektronů a takto může doplnit svůj oktet.

7. FeCl3 Lewisova struktura osamocených párů

V Lewisově struktuře FeCl3 jsou přítomny pouze osamocené páry pouze nad 3 atomy Cl. Fe neobsahuje žádný osamocený pár. Valenční elektrony Fe jsou orbitální 4s a po vytvoření vazby se elektrony orbitalu d nepodílely na valenčním obalu.

Jako halogen Cl patří do skupiny 17^th. Má tedy sedm elektronů v nejvzdálenějších 3s a 3p orbitalech. Ale po vytvoření vazby je přítomno šest elektronů a existují jako tři páry osamocených párů (jeden v 3s orbitálu a další dva v 3p orbitálu).

Ale v případě Fe je nejvzdálenější orbital 4s, ale u Fe(III) je valenční obal 3d, kde je přítomno pět elektronů v pěti různých podmnožinách. Po vytvoření vazby se třemi zbytky atomů Cl se dva elektrony nepárují kvůli vyšší výměnné energii 3d orbitalu, takže Fe neobsahuje osamocené páry.

8. Rezonance Lewisovy struktury FeCl3

Pro rezonanci potřebujeme elektrony bohaté centrum nebo jakýkoli atom, který obsahuje více elektronových mraků, které lze delokalizovat v různých kostřech té konkrétní molekuly. Obojí chybí v případě FeCl3 Lewisova struktura.

V FeCl3 Lewisova struktura, Fe je kov bloku d, takže má kladný náboj, takže nemá hustotu elektronů. Cl je opět elektronegativnější, takže z něj nemůže uvolnit elektronovou hustotu. Takže v FeCl3 nedochází k žádné rezonanci Lewisova struktura.

Viz také Struktura CH4 Lewis: 5 jednoduchých kroků ke kreslení pomocí obrázku a tvaru

9. Hybridizace FeCl3

U jakékoli koordinační molekuly je velmi obtížné zjistit její stav hybridizace. Protože jsou porušeny teorie valenčních vazeb. Nemůžeme tedy zjistit hybridizaci takové sloučeniny.

Ale pokud vezmeme v úvahu jeho tvar, abychom mohli říci, že přijme trigonální rovinnou strukturu, pak by měl být sp² hybridizované. Ale Fe je 3D prvek, takže nemá 3s orbitální formu vazby. Takže zde uvažujeme orbitální 4s a 4p.

Pokud použijeme typický vzorec pro výpočet hybridizace, H = 0.5 (V+M-C+A),

H = 3/3 (0+0+3+XNUMX) = XNUMX (sp²), Fe má tři elektrony kromě pěti elektronů z orbitalu d a jsou přítomny tři atomy Cl. Z teorie VSEPR, pokud je počet orbitalů smíchaných při hybridizaci 3, pak je sp² hybridizované.

Jelikož jsou zde zapojeny orbitaly 4s a 4p, nazývá se to vnější orbitální komplex.

Nechte nás nakreslit a pochopit hybridizaci Lewisovy struktury FeCl3.

Takže z krabicového diagramu můžeme říci, že orbitaly s a p, které se účastní hybridizace, jsou 4s a 4p a vnější elektrony pouze přispívají, takže komplex je vnější orbitální komplex.

10. Rozpustnost FeCl3

Fecle3 je rozpustný v následujícím roztoku,

voda
Ethanol
Methanol
Aceton
diethylether

11. Je FeCl3 iontový?

Ano, FeCl3 je iontová molekula, protože je to koordinační sloučenina, ale může být ionizována jako Fe³⁺ a Cl^-. Takže FeCl3 Lewisova struktura je iontová molekula.

12. Je FeCl3 kyselý nebo zásaditý?

FeCl3 je dobrý Lewisova kyselina. V Lewisově struktuře FeCl3 můžeme vidět, že Fe je v oxidačním stavu +3 a má pět elektronů v orbitalu d a nejvyšší počet elektronů akumulovaných v orbitalu d je 10. Takže může přijímat elektrony ve svém orbitalu d, takže působí jako Lewisova kyselina.

13. Je Fecl3 polární nebo nepolární?

FeCl3 je polární molekula. Většina iontových molekul bude polární a FeCl3 je iontový, takže má polaritu. Rozdíl elektronegativity mezi Fe a Cl je velmi vysoký, takže vzniká dipólový moment, který se stává polárním.

14. Je FeCl3 čtyřstěnný?

Ne, FeCl3 není čtyřstěnný, protože na Fe centru nejsou žádné osamocené páry. Je to trigonální planární tvar.

15. Je FeCl3 lineární?

Ne, FeCl3 není lineární, je to trigonální rovinný tvar. V mřížkovém krystalu je oktaedrický.

Proč investovat do čističky vzduchu?

FeCl3 je spíše koordinační sloučenina než kovalentní molekula. Má koordinační vlastnost a Cl zde není protiiont, je to slabě položený ligand, takže vytváří vazbu s vyšším oxidačním stavem Fe jako Fe(III).

Také čtení:

Biswarup Chandra Dey

Ahoj……já jsem Biswarup Chandra Dey, dokončil jsem magisterské studium chemie na Central University of Punjab. Mým oborem je anorganická chemie. Chemie není jen o čtení řádek po řádku a memorování, je to koncept, kterému lze snadno porozumět, a zde s vámi sdílím koncept chemie, který se učím, protože o znalosti stojí za to se o ně podělit.